高效液相色譜-檢測(cè)器

高效液相色譜

檢測(cè)器2021/5/91檢測(cè)器是高效液相色譜儀的核心部件，他負(fù)責(zé)把從色譜柱分離出來(lái)的各組分快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)定性、定量分析。2021/5/92

檢測(cè)器的分類1、紫外可見吸收檢測(cè)器(UV)2、光電二極管陣列檢測(cè)器

(PDA)3、熒光檢測(cè)器(FD)4、示差折光檢測(cè)器(RID)5、電化學(xué)檢測(cè)器(ED)6、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器(CD)7、蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD)2021/5/93紫外可見吸收檢測(cè)器(ultraviolet－visibledetector，UV)

紫外可見吸收檢測(cè)器(UVD)是HPLC中應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)器，幾乎所有的液相色譜儀都配有這種檢測(cè)器。屬于選擇性檢測(cè)器。1

、特點(diǎn)：靈敏度較高，線性范圍寬，噪聲低，波長(zhǎng)可選，對(duì)流動(dòng)相的流速和溫度變化不敏感，適用于梯度洗脫，對(duì)強(qiáng)吸收物質(zhì)檢測(cè)限可達(dá)10-9g/ml以下，檢測(cè)后不破壞樣品，可用于制備，并能與多種檢測(cè)器串聯(lián)使用。工作原理與結(jié)構(gòu)同一般分光光度計(jì)相似，也就是裝有流通池的紫外可見分光光度計(jì)。2021/5/942、結(jié)構(gòu)與原理：紫外吸收檢測(cè)器常用氘燈作光源，氘燈則發(fā)射出紫外-可見區(qū)范圍的連續(xù)波長(zhǎng)，并安裝一個(gè)光柵型單色器，其波長(zhǎng)選擇范圍寬(190nm～800nm)。

它有兩個(gè)流通池，一個(gè)參比池，一個(gè)測(cè)量池。光源發(fā)出的紫外光照射到流通池上，若兩流通池都通過(guò)純的均勻溶劑，則它們?cè)谧贤獠ㄩL(zhǎng)下幾乎無(wú)吸收，光電管上接受到的輻射強(qiáng)度相等，即無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)組分進(jìn)入測(cè)量池時(shí)，吸收一定的紫外光，使兩光電管接受到的輻射強(qiáng)度不等，即有信號(hào)輸出，輸出信號(hào)大小與組分濃度有關(guān)。

2021/5/95可變波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器固定波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖2021/5/96

紫外/可見光檢測(cè)器的光路系統(tǒng)，由氘燈提供190nm～600nm寬帶光譜，光線徑直射到全息凹面光柵上，衍射的單色光射到半透射反光鏡，被分成兩束光線，一束經(jīng)流通池后照射到測(cè)量光電池上，另一束經(jīng)參比池照射到參比光電池上，光電池把光能量轉(zhuǎn)換成微小電流信號(hào)，光柵由一臺(tái)微機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)精確地驅(qū)動(dòng)以改變波長(zhǎng)。如圖所示：D氘燈光門波長(zhǎng)調(diào)節(jié)桿凹面光柵半透鏡流通池光電池（測(cè)量）光電池（參比）暗盒2021/5/97

單色器光源步進(jìn)電機(jī)半透反光鏡檢測(cè)池參比池光/電轉(zhuǎn)換前置放大器A/DCPU時(shí)鐘并行口訊號(hào)輸出(積分/記錄)鍵盤顯示屏直流電源變壓器交流電源冷卻風(fēng)機(jī)《紫外/可見光檢測(cè)器系統(tǒng)原理圖》2021/5/983、局限：對(duì)紫外吸收差的化合物如不含不飽和鍵的烴類等靈敏度很低。流動(dòng)相的選擇受到一定限制，紫外吸收大的溶劑不能做流動(dòng)相。每種溶劑都有截止波長(zhǎng)，當(dāng)小于該截止波長(zhǎng)的紫外光通過(guò)溶劑時(shí)，溶劑的透光率降至10%以下，因此，流動(dòng)相的截止波長(zhǎng)不能大于紫外吸收檢測(cè)器的工作波長(zhǎng)。2021/5/99光電二極管陣列檢測(cè)器(photodiodearraydetector，

PDA)

光電二極管陣列檢測(cè)器是紫外檢測(cè)器的重要進(jìn)展，也稱快速掃描紫外檢測(cè)器，在液相色譜分析中得到大量的使用，被認(rèn)為是液相色譜最有發(fā)展、最好的檢測(cè)器。1、特點(diǎn)：

靈敏度比紫外檢測(cè)器高

，噪音低，線性范圍寬

，對(duì)流速和溫度的波動(dòng)不靈敏，適用于梯度洗脫及制備色譜。2021/5/9102、原理與結(jié)構(gòu)：檢測(cè)器的接收是由一組光電二極管（數(shù)量由35～1024個(gè)不等）接收，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電二極管的排列（數(shù)字分辨）和狹縫寬度（光學(xué)分析）決定了檢測(cè)器的全波長(zhǎng)分析能力。還能獲得色譜分離組分的三維光譜色譜圖。2021/5/911

《二極管陣列檢測(cè)器光路示意圖》氘燈消色差透鏡斬光器流通池載液全息光柵

二極管陣列檢測(cè)器在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是用光電二極管陣列同時(shí)接收來(lái)自流通池的全光譜透過(guò)光，因此在光路安排上與普通紫外/可見光檢測(cè)器有重要的區(qū)別，它讓光線先通過(guò)樣品流通池，然后由一系列分光技術(shù)，使所有波長(zhǎng)的光在接收器同時(shí)被檢測(cè)，其光學(xué)系統(tǒng)又稱多色儀，其光學(xué)系統(tǒng)被稱為“倒光學(xué)”系統(tǒng)。

2021/5/9122021/5/913三維譜圖2021/5/9143、局限：對(duì)紫外吸收差的化合物靈敏度很低。流動(dòng)相的選擇受到一定限制，紫外吸收大的溶劑不能做流動(dòng)相。二極管陣列少的話波長(zhǎng)分辨率和靈敏度較低，商品價(jià)格也較貴。2021/5/915熒光檢測(cè)器(fluorescencedetector，

FD)一般包括激發(fā)光源、選擇激發(fā)波長(zhǎng)的單色器、檢測(cè)池、選擇發(fā)射波長(zhǎng)的單色器及檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度的光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等基本組件?？煞譃楣潭úㄩL(zhǎng)熒光檢測(cè)器（用多個(gè)率光片作單色器）和熒光分光檢測(cè)器（用光柵作單色器）兩大類。

1、特點(diǎn)：

靈敏度極高

，能達(dá)到10-12g/ml，有選擇性，可檢測(cè)能產(chǎn)生熒光的化合物。某些不發(fā)熒光的物質(zhì)可通過(guò)化學(xué)衍生法生成熒光衍生物，適用于痕量分析。2021/5/9162、原理與結(jié)構(gòu)：由光源發(fā)出的光，經(jīng)激發(fā)光單色器后，得到所需波長(zhǎng)的激發(fā)光。通過(guò)檢測(cè)池的激發(fā)光部分被樣品吸收，并使其被激發(fā)后發(fā)射出熒光。在經(jīng)選擇發(fā)射波長(zhǎng)的單色器分光后，單一波長(zhǎng)的發(fā)射光被送至光電檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。由于吸光強(qiáng)度與激發(fā)光強(qiáng)度成正比，光源應(yīng)具有高強(qiáng)度、連續(xù)、平滑、穩(wěn)定的輻射輸出功能。2021/5/917熒光檢測(cè)器氘燈激發(fā)單色器發(fā)射單色器光電倍增管光二極管（UV）樣品流通池結(jié)構(gòu)圖光源檢測(cè)器濾光片檢測(cè)室濾光片2021/5/918常見熒光檢測(cè)器光路圖2021/5/9193、局限：只能適合于能產(chǎn)生熒光的物質(zhì)（或通過(guò)衍生化能產(chǎn)生熒光的物質(zhì)）的檢測(cè)。其線性范圍不如紫外檢測(cè)器寬。2021/5/920示差折光檢測(cè)器(differentialrefractiveIndexdetector，

RID)是一種濃度型通用檢測(cè)器，對(duì)所有溶質(zhì)都有響應(yīng)，應(yīng)用較廣?？煞譃榉瓷湫停ǜ鶕?jù)Fresnel定律）、折射型（根據(jù)Snell定律）和干涉型三種類型。1、特點(diǎn)：靈敏度高、噪聲小、運(yùn)行高度穩(wěn)定、折射率范圍寬、操作簡(jiǎn)單、方便。2021/5/9212、原理與結(jié)構(gòu)：此檢測(cè)器是基于連續(xù)測(cè)定樣品流路和參比流路之間折射率的變化來(lái)測(cè)定樣品的含量。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，由于兩種物質(zhì)的折射率不同就會(huì)產(chǎn)生折射。只要樣品組分與流動(dòng)相的折光指數(shù)不同，就可被檢測(cè)，二者相差愈大，靈敏度愈高，在一定濃度范圍內(nèi)檢測(cè)器的輸出與溶質(zhì)濃度成正比。2021/5/922示差折光檢測(cè)器原理圖結(jié)構(gòu)圖2021/5/923

3、局限：不如紫外檢測(cè)器敏度、對(duì)溫度敏感、不能用于梯度洗脫測(cè)器寬。2021/5/924電化學(xué)檢測(cè)器(electrochemicaldetector，

ED)包括電導(dǎo)、安培、庫(kù)侖、極譜和介電常數(shù)檢測(cè)器檢測(cè)器等。1、電導(dǎo)檢測(cè)器：特點(diǎn)：高靈敏度、高選擇性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作成本低、線性范圍寬（可達(dá)106）、死體積小、選擇性檢測(cè)器。是離子色譜中必備的檢測(cè)器。2021/5/925原理及結(jié)構(gòu)：基于離子性物質(zhì)的溶液具有導(dǎo)電性，利用離子在電場(chǎng)中遷移導(dǎo)電進(jìn)行檢測(cè)，其電導(dǎo)率與離子的性質(zhì)和濃度相關(guān)。當(dāng)向電導(dǎo)池的兩個(gè)電極施加電壓時(shí)，溶液中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)。在電解質(zhì)溶液中的離子數(shù)目和離子的移動(dòng)速率決定溶液的電阻大小，離子的遷移率或單位電場(chǎng)中離子的速率取決于離子的電荷及其大小、介質(zhì)類型、溶液溫度和離子濃度。離子的遷移速率取決于施加電壓的大小。所施加的電壓既可以是直流電壓，也可以是正弦波或方波電壓。當(dāng)施加的有效電位確定后，即可測(cè)量出電路中的電流值，即能測(cè)出電導(dǎo)值。2021/5/926結(jié)構(gòu)圖電導(dǎo)儀電極電極液路電極電源2021/5/927局限：對(duì)流速、溫度敏感、干擾比較多。2021/5/928特點(diǎn)：高靈敏度、高選擇性、應(yīng)用很廣，檢測(cè)具有氧化還原活性（能發(fā)生電極反應(yīng)）的物質(zhì)。適于與反相色譜匹配。2、安培檢測(cè)器：2021/5/929原理：當(dāng)被分離的電活性物質(zhì)流經(jīng)電極表面時(shí)，由于溶液與電極間有電勢(shì)差，電活性物質(zhì)就要得到或失去電子，被還原或氧化，因此，溶液和電極間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，形成電流，該電流符合法拉第定律，即電流大小與待測(cè)物濃度成正比。記錄電流隨時(shí)間的變化，得到電泳譜圖。2021/5/930結(jié)構(gòu)圖接參比電極和對(duì)電極接色譜柱塑料塊工作電極(Pt,Au,碳糊)Teflon1cm安培檢測(cè)器2021/5/931局限：流動(dòng)相必須含有電解質(zhì)，且呈化學(xué)隋性。只能檢測(cè)具有電活性的物質(zhì)。2021/5/932極譜檢測(cè)器庫(kù)侖檢測(cè)器極譜庫(kù)、侖檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖2021/5/933化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器(Chemiluminescencedetector，

CD)該檢測(cè)器是一種新型檢測(cè)器。1、特點(diǎn)：快速、靈敏的新型檢測(cè)，最小檢出量可達(dá)10-12g/ml,設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)廉、線性范圍寬等。2021/5/9342、原理與結(jié)構(gòu)：某些物質(zhì)在常溫下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成處于激發(fā)態(tài)勢(shì)反應(yīng)中間體或反應(yīng)產(chǎn)物，當(dāng)它們從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)，就發(fā)射出光子。物質(zhì)激發(fā)態(tài)的能量是來(lái)自化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)分離組分從色譜柱中洗脫出來(lái)后，立即與適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)發(fā)光試劑混合，引起化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，通過(guò)光電倍增管將光信號(hào)變成電信號(hào)，進(jìn)行檢測(cè)。其光強(qiáng)度與該物質(zhì)的濃度成正比。2021/5/935

蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(EvaporativeLight-scatteringDetector,ELSD)通用型檢測(cè)器。1、特點(diǎn)：任何揮發(fā)性低于流動(dòng)相的樣品均能被檢測(cè)。敏度高，對(duì)溫度變化不敏感，基線穩(wěn)定，適合與梯度洗脫液相色譜聯(lián)用。能檢測(cè)不含發(fā)色團(tuán)的化合物，如：碳水化合物、脂類、聚合物、未衍生脂肪酸和氨基酸、表面活性劑、藥物(人參皂苷、黃芪甲苷)，并在沒有標(biāo)準(zhǔn)品和化合物結(jié)構(gòu)參數(shù)未知的情況下檢測(cè)未知化合物。2021/5/936檢測(cè)分為三個(gè)步驟：（1）用惰性氣體霧化洗脫液（2）流動(dòng)相在加熱管（漂移管）中蒸發(fā)（3）樣品顆粒散射光后得到檢測(cè)。

2、原理及結(jié)構(gòu)：2021/5/937HPLC柱噴霧氣體蒸發(fā)漂移管激光光源樣品液滴光二極管檢測(cè)器散射室結(jié)構(gòu)圖2021/5/938

示差折光紫外熒光電導(dǎo)應(yīng)用范圍通用選擇性高選擇性選擇性可否梯度淋洗不可可可不可線性范圍104103104最小檢測(cè)量10-6g10-9g10-12g10-9g對(duì)溫度敏感度敏感低敏感溶劑使用情況無(wú)限制受限制受限制受限制幾種檢測(cè)器特性比較

105低2021/5/939檢測(cè)器應(yīng)用范圍

主要特點(diǎn)

紫外-可見光

有紫外吸收的物質(zhì)；80%的有機(jī)物都可以檢測(cè)池體積可制作得很??；檢測(cè)后不破壞樣品，可用于制備

熒光

自身發(fā)熒光的物質(zhì)或熒光衍

生物

易受背景熒光、pH和溶劑的影響；適用于痕量分析。

化學(xué)發(fā)光

發(fā)光試劑受限制；易受流動(dòng)相組成和脈動(dòng)的影響。

電導(dǎo)

含鹵、硫、氮化合物具有高選擇和高靈敏度是離子性物質(zhì)的通用檢測(cè)器；不能用于有機(jī)溶劑體系。

電化學(xué)

具有氧化還原活性的或某些

沒有氧化還原活性的物質(zhì)經(jīng)

過(guò)衍生化后也能